Гравитационная память: разгадка недоказанной теории Эйнштейна скрывается в свете Большого взрыва

Общая теория относительностиЭйнштейна предполагает, что память о древних событиях, таких как слияния черных дыр, может быть запечатлена в ткани пространства-времени гравитационными волнами. Новое исследование показывает, как можно доказать теорию гравитационной памяти, которая пока что не получила подтверждения, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Гравитационная память связана с изменением ткани пространства-времени Вселенной, которое вызвано перемещением гравитационных волн. Хотя эти волны уже были обнаружены, но их остаточный отпечаток остается неуловимым.

Физики считают, что реликтовое излучение, слабый свет, оставшийся после Большого взрыва, может хранить в себе следы мощных гравитационных волн, возникших в результате слияния массивных черных дыр. Изучение этих сигналов может не только подтвердить предсказание Эйнштейна, но и пролить свет на некоторые из самых энергичных событий в истории Вселенной.

Микель Миравет-Тенес из Университета Валенсии считает, что наблюдение этого явления может дать больше знаний о различных областях физики. Его также можно использовать в качестве дополнительного инструмента для изучения некоторых астрофизических явлений, поскольку можно получить информацию о типе событий, которые генерируют память, таких как столкновения черных дыр.

Согласно общей теории относительности Эйнштена, массивные объекты, искривляющие пространство-время, могут создавать гравитационные волны, которые распространяются по Вселенной со скоростью света. Эти гравитационные волны возникают, когда массивные объекты ускоряются, например, во время слияния массивных черных дыр.

Если обычные электромагнитные волны не изменяют материю, то гравитационные волны могут навсегда изменить структуру самого пространства-времени. Это означает, что любые объекты, через которые они проходят, включая частицы света, то есть фотоны, могут изменять скорость или направление. В результате свет, проходящий через космос, может нести память о прошлых гравитационно-волновых событиях, запечатленных в его свойствах.

Физики изучили можно ли наблюдать этот эффект в слабом реликтовом излучении. Незначительные изменения температуры этого излучения могут содержать подсказки о гравитационных волнах, созданных древними слияниями черных дыр.

Кай Хендрикс из Копенгагенского университета говорит, что измерение гравитационной памяти даст больше информации о свойствах двух черных дыр, которые произвели гравитационные волны.

По словам физиков, если получится обнаружить отпечаток гравитационной памяти в реликтовом излучении, то это может показать, сливались ли сверхмассивные черные дыры чаще в ранней Вселенной, чем сегодня. Это может дать новое представление о том, как галактики и черные дыры эволюционировали за всю историю космоса.

Чтобы определить, можно ли обнаружить эффект гравитационной памяти, физики рассчитали, как слияния черных дыр влияют на реликтовое излучение. Исследование показало, что эти события должны оставить после себя изменение в излучении, причем сила сигнала зависит от того, насколько массивными были черные дыры и как часто такие слияния происходили на протяжении истории Вселенной.

Авторы исследования говорят, что длина волны света напрямую связана с его температурой. Чем меньше длина, тем выше температура и наоборот. Часть света, затронутая гравитационной памятью, становится более горячей. И эту часть можно обнаружить в реликтовом излучении.

Физики говорят, что изменения температуры в реликтовом излучении, вызванные гравитационной памятью, будут очень маленькими, где-то на уровне триллионной доли градуса Цельсия. Это значит, что обнаружить следы гравитационной памяти с помощью современных телескопов очень сложно. Но будущие телескопы, возможно, смогут обнаружить эти следы.

Хотя физики считают, что гравитационная память должна оставлять след в реликтовом излучении, ученые признают, что их расчеты основывались на упрощенных предположениях. Для того, чтобы можно было сделать окончательные прогнозы, потребуются более точные модели.

Например, изначально физики предполагали, что все сливающиеся черные дыры имеют одинаковую массу, тогда как в действительности их массы могут значительно различаться. А значит их влияние на реликтовое излучение также будет разным.

Как уже писал Фокус, ученые выяснили, что внутри Марса скрывается то же, что находится в недрах нашей планеты. Исследователи обнаружили еще одну связь Красной планеты с Землей.

Также Фокус писало том, что физики выяснили, что сверхпроводники, которые считаются невозможными в условиях нашей Вселенной, на самом деле могут быть созданы.